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1、2、果糖的结构,1、葡萄糖结构的确定,3、单糖的化学性质,4、还原二糖和非还原二糖,十七章 碳水化合物,学 习 要 求,2、会用化学方法鉴别还原糖与非还原糖（葡萄糖、果糖、麦芽糖、蔗糖、淀粉、纤维素）,1、掌握单糖葡萄糖、果糖的结构(开链/哈武斯/构象式)和化学性质。,第十七章 碳水化合物,碳水化合物也叫糖类(天然有机物),糖在生物体内的代谢逆过程（生命的能源）,“万物生长靠太阳！”,通式Cm(H2O)n，因而取名为碳水化合物。,1、定义：是一类多羟基醛或多羟基酮以及水解可 生成多羟基醛或多羟基酮的化合物。,分子式：C6H12O6,2、分类：按是否水解及水解产物不同分为三大类,碳水 化合物,单
2、糖是构成低聚糖和多糖的基本单位,溶于水，有甜味。,多数不溶于水，无甜味。,第一节 单糖结构、构型和构象,一、单糖的结构和命名,1、命名,D-（+）葡萄糖,(2R,3S,4R,5R)-2,3,4,5,6-五羟基己醛,D-（-）果糖,(3S,4R,5R)-1,3,4,5,6-五羟基-2-己酮,二、葡萄糖链状结构的确定,1、构造式的确定,由元素定量分析和式量确定分子式：C6H12O6,与5mol醋酸酐反应,C6H12O6 + 5Ac2O C6H7O(OOCCH3)5 + 5CH3COOH,含5个羟基,与H2NOH或HCN反应，形成一元肟或一元-羟基腈,C6H12O6 + H2NOH C5H12O5(
3、C=NOH) +H2O,用Br2-H2O氧化，得到一个羧酸,将中得到的-羟基腈水解，在用强烈的还原剂还原 得到正庚酸。,正庚酸,己醛糖,2、构型的确定,德国化学家费舍尔（E.Fischer）通过一系列化学反应 确定了4个手性碳的构型。（1902年获诺贝尔奖）,D-（+）-葡萄糖开链式的表示（菲舍尔投影式）,单糖的构型: 以甘油醛为标准来确定D或L,D-(+)-葡糖,L-(-)-葡糖,天然葡萄糖也可称为: (2R, 3S, 4R, 5R) - (+) - 葡萄糖,溶液的比旋光度随着时间变化(逐渐增大或减小)， 最后达到恒定值, 这种现象叫做变旋光现象。,(2) 葡萄糖的水溶液不与NaHSO3 发
4、生加成； 葡萄糖 + 甲醇(一分子)生成醚键 。,几个问题:,(1) 变旋光现象,3、葡萄糖“氧环式” 结构的确定,说明了不具有独立的醛基特征。,(3)在葡萄糖的IR、1HNMR谱中找不到醛基的特征峰值！,如何解释上述现象？开链式结构无法回答！,提出环状半缩醛结构,-D-(+)-葡萄糖,-D-(+)-葡萄糖,平衡混合的比旋光度=+52.7, “氧环式”结构的表达哈武斯环状透视结构式,-D-(+)-葡萄糖,-D-(+)-葡萄糖,练习：写出-D-(+)-葡萄糖、- D-(+)-葡萄糖的 哈武斯结构式,练习：写出D-(+)-吡喃葡萄糖的开链式、哈武斯式, “氧环式”结构的表达“构象式”,-D-(+)
5、-葡萄糖,-D-(+)-葡萄糖,O,O,三、果糖的结构 果糖是己酮糖,其构造式为:,天然的果糖: D型左旋糖，其开链式为：,-氧环式,-氧环式,-D-吡喃果糖,-D-吡喃果糖,-D-呋喃果糖,-D-呋喃果糖,动态平衡 变旋光现象,四、单糖的化学性质,羰基,羟基,氧化、还原，可与HCN、H2NOH、苯肼,可以成醚和酯，苷羟基还具有特殊性质。,1、氧化反应溴水、硝酸、斐林或托伦试剂、高碘酸,被费林试剂或托伦试剂氧化：,酮糖和醛糖在稀碱下的互变：,酮糖也可以被费林试剂或托伦试剂氧化。,还原糖: 能还原费林试剂或托伦试剂的糖 非还原糖: 不能.,与溴水反应：,区别醛糖和酮糖！,HIO4氧化：邻二醇结构
6、的碳链处及羰基与羰基-C链 处均发生断裂得到醛及酸。,断裂1个C-C键，消耗一个HIO4,2、还原反应,化学还原剂(如LiAlH4，NaBH4等)还原，催化加氢， 变成对应的糖醇。,最甜的糖醇，其代谢不需胰岛素，加入糖尿病人的食品中作为甜味剂（可减肥，口感好。）,D-木糖醇,3、脎 的 生 成,单糖与苯肼苯腙；苯肼过量不溶于水的黄色晶体,说明； 1、还原糖才能成脎； 2、只发生在C1C2上 (确定构型) 3、鉴别糖。,脎,脎,4、醚化和酯化反应,还可与无机酸生成如硝酸酯、硫酸酯、磷酸酯。,OH,O,HO,CH2OH,HO,5、苷的生成,-甲基葡萄糖苷,-甲基葡萄糖苷,6、醛糖的递升和递降,将一
7、个醛糖通过化学方法变为高一级的醛糖的过程,将一个醛糖通过化学方法变为低一级的醛糖的过程,介绍佛尔(Wohl)递降法,+ H2NOH ,D-阿拉伯糖,第三节 低聚糖二糖,凡水解能生成两分子单糖的化合物称“二糖”。 还原二糖和非还原二糖麦芽糖和蔗糖。,1、麦芽糖 制法,是还原糖，有银镜、斐林反应，有变旋光现象。,主要用于食品工业。,2、蔗糖,主要通过提炼甘蔗汁、甜菜汁制得。 是非还原糖，无银镜、斐林反应，无变旋光现象。 是人们不可缺少的食用糖。,甜味：果糖 蔗糖 麦芽糖 葡萄糖,第四节 多糖（简介） 是一类天然高分子化合物，分子量极大，水解后可得到大量单糖。,其中主要的是淀粉和纤维素,1、淀粉：白
8、色无定形粉末，存在于植物的根和种子中。,非还原糖，不发生银镜和斐林反应。,2、纤维素,思考：如何鉴别葡萄糖果糖蔗糖淀粉?,植物细胞壁的主要成分 分子量比淀粉大 无银镜和斐林反应 主要用于造纸和纺织工业,第三十五讲总结,二、会用化学方法鉴别还原糖与非还原糖（葡萄糖、果糖、麦芽糖、蔗糖、淀粉、纤维素）,一、掌握单糖葡萄糖、果糖的结构(开链/哈武斯/构象式)和化学性质。,1、羰基：氧化、还原，可与HCN、H2NOH、苯肼,2、羟基：可以成醚和酯，苷羟基还具有特殊性质。,1、葡萄糖、果糖用溴水,2、还原糖、非还原糖托伦试剂斐林试剂,3、淀粉碘,三、某D-型己醛糖(A),氧化得到旋光二酸(B)，将(A)递降为戊醛糖后再氧化得到不旋光的二酸(C)。与(A)生成相同脎的另一己醛糖(D)氧化后得到不旋光的二酸(E)，试推测(A)、(B)、(C)、(D)和(E)的构型。,第三十五讲作业,一、写出下列化合物的结构式 1、甲基-D-吡喃葡萄糖苷（用Haworth式表示） 2、-D-(+)-吡喃葡萄糖的Haworth式,二、用化学方法鉴别 1、淀粉、纤维素、葡萄糖。 2、果糖、葡萄糖、蔗糖。,
